Er3+掺杂GdVO4纳米粒子的制备及发光性能研究

用水热法制备了Er3+掺杂GdVO4纳米荧光粉,通过X射线衍射(XRD)、荧光(FL)光谱、红外光谱仪(FTIR)对合成样品的结构和发光性能进行表征。探讨了焙烧温度、pH值以及络合剂对GdVO4∶Er3+纳米晶的结构和发光的影响。在760nm近红外光和380nm紫外光激发下激发样品,出现了较强的525nm、553nm特征绿光上转换和下转换发射。其中525nm和553nm分别来自于Er3+离子的2 H11/2→4I15/2和4S3/2→4I15/2跃迁产生。     

ZrO2和ZrO2:Dy3+纳米晶发光特性

采用液相沉淀法制备了不同掺杂浓度和尺寸的ZrO2和ZrO2Dy纳米晶,研究了其发光特性.结果表明在纳米ZrO2中,存在着宽带激发和发射,起源为电子在价带和导带之间的跃迁.在Dy3+掺杂的样品中,随着颗粒尺寸的长大,其发光增强.并且共掺杂Li+的样品发光强度被极大地提高.随着Dy3+浓度的变化,黄发射和蓝发射的强度比(Y/B)发生改变,且浓度猝灭是通过近邻激活剂间的交换作用进行的.     

Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂TiO2纳米带的制备与表征

通过离子交换和水热两步合成过程简单制备了Yb3+、Er3+和Eu3+共掺杂锐钛矿型TiO2纳米带。该3种离子共掺杂未导致TiO2结构和形貌发生变化。光学特性测试结果表明,由于稀土离子掺杂浓度低,Eu3+掺杂未改变由Yb3+和Er3+产生的上转换发射峰位,但可观察到因上转换发光激发的Eu3+荧光发射峰;Eu3+荧光光谱也未受到Yb3+和Er3+掺杂的影响。通过对掺杂样品上转换发光机理的考察证实,上转换发光过程是双光子过程,但TiO2和Eu3+掺杂对此发光过程有明显影响。     

Eu3+对Na3Gd2(BO3)3∶Tb3+发光性能的影响及其能量传递

采用高温固相法制备了Na_3Gd_2(BO_3)_3∶Tb~(3+),Eu~(3+)荧光粉,并对样品的物相组成、微观形貌、发光性能和能量传递进行了分析。结果表明,Na_3Gd_(2-x)(BO_3)_3∶xTb~(3+)荧光粉在紫外和近紫外区域有较强的激发峰,在368nm波长激发下,发射光呈绿色,Tb~(3+)最佳掺杂量为x=0.04。随着在Na_3Gd_(1.96)(BO_3)_3∶0.04Tb~(3+)中掺入Eu~(3+),Tb~(3+)对Eu~(3+)产生了以电偶极-电偶极相互作用为主的能量传递,且传递效率随Eu~(3+)掺杂量的增加而逐渐增大。发射光谱中Tb~(3+)的发射峰强度逐渐减弱,而Eu~(3+)的发射峰强度逐渐增强,导致Na_3Gd_(1.96-y)(BO_3)_3∶0.04Tb~(3+),yEu~(3+)荧光粉发光颜色由绿色向橙色变化。     

Cr3+-Yb3+-Er3+共掺杂NaYF4微管的制备及上转换发光

利用水热法制备了Cr~(3+)-Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂的NaYF_4微管。在980nm的红外激光激发下,微管产生了强的可见上转换荧光。相比于Yb~(3+)-Er~(3+)共掺NaYF4微棒,微管的绿光和红光强度分别提高30倍及20倍。上转换荧光增强的原因被归结为Cr~(3+)掺入引起稀土离子周围晶体场对称性的减弱。对微管的生长过程及上转换发光机制进行了分析。     

微波场作用下球形亚超细 CaS:Mn2+，Eu2+的快速合成

在微波场作用下,首次快速合成了球形亚超细尺寸的CaSMn     

(Lu0.5In0.5)2O3:Tm3+,Yb3+超细粉末的合成和上转换发光

先用液相沉淀技术合成Lu/In/Tm/Yb四元体系水合碱式碳酸盐类沉淀前驱体,然后将其在1100℃煅烧制备出一系列类球状平均粒度约为110 nm的[(Lu_0.5In_0.5)_0.999-xTm_0.001Yb_x]₂O₃ (x=0~0.05)氧化物固溶体。在980 nm泵浦激光激励下这种氧化物粉体在可见光区发射出强烈的蓝青光(450~510 nm,源于Tm³⁺离子4f¹²电子组态内¹D₂→³H₆,³F₄电子跃迁)和较弱的红光(650~670 nm,源于Tm³⁺离子的¹G₄→³F₄电子跃迁),二者的上转换过程均为双光子吸收。随着Yb³⁺离子浓度的提高1931CIE色坐标上的发射光颜色逐渐由绿光(0.31, 0.54)移向蓝光(0.01, 0.19)。Yb³⁺离子共掺提高了Tm³⁺离子的上转换发光强度,其最佳含量为2.5%。发射474 nm蓝光和654 nm红光的粉体,其荧光寿命分别约为0.84和0.97 ms。     

TiO2包覆上转换发光材料Pr3+∶Y2SiO5的制备及其可见光催化性能的研究

为了提高TiO2对可见光的利用率,通过溶胶-凝胶法制备了TiO2包覆上转换发光材料Pr3+∶Y2SiO5的复合材料,并借助XRD、TEM、紫外-可见吸收光谱等对制备的样品进行了表征和研究。同时,研究了不同条件下制备的复合粉体对罗丹明B光降解效率。结果表明,该方法制备出的Pr3+∶Y2SiO5/TiO2复合材料较纯TiO2和简单机械混合两种粉体在可见光下具有较强的光催化效果。验证了Pr3+∶Y2SiO5作为上转换发光材料,可吸收可见光发射紫外线,从而满足TiO2光催化降解的要求。文中最后对Pr3+∶Y2SiO5/TiO2复合材料的光催化机理进行了研究。     

棒状结构NaGdF4:Yb3+,Er3+上转换发光性能的研究

以乙二胺四乙酸二钠(EDTD-2Na)为螯合剂,采用水热法合成了棒状结构的NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米粉末。分别借助X射线衍射(XRD)、荧光光谱仪(PL)和扫描显微镜(SEM)对其晶体结构、发光强度和表面形貌进行分析和表征。探究了稀土前驱体、水热温度和水热时间的实验条件对NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺纳米粉末上转换发光强度的影响;研究了氟源和钠源对NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺晶体形貌和上转换发光强度的改善;同时,采用煅烧处理的方法,进一步探究样品的形貌和发光强度收到的影响。实验结果表明NH₄F与NaOH作为氟源和钠源及200℃煅烧1 h得到的棒状结构NaGdF₄:Yb³⁺,Er³⁺的发光强度最好,色坐标(CIE)绿色发光强度从84%提升到94.88%。     

Ce3+-Tb3+共掺杂黄磷炉渣微晶玻璃的发光与能量传递

以黄磷炉渣为原料,采用高温熔融法制备Ce³⁺-Tb³⁺共掺杂黄磷炉渣发光微晶玻璃,通过差热分析(DTA)、X射线衍射(XRD)、稳态/瞬态荧光(FLS)、CIE色度等探究不同的Tb³⁺掺杂量对微晶玻璃析出晶相、发光性能和样品色度的影响。结果表明,Ce³⁺和Tb³⁺的引入,微晶玻璃主晶相为硅灰石,在310 nm波长激发下,随着Tb³⁺掺杂量增加,位于380 nm处Ce³⁺的特征发射峰减小,543 nm处Tb³⁺的特征发射峰增强,证实Ce³⁺和Tb³⁺之间存在能量传递,能量传递效率达到24.55%。此外,通过调整Tb³⁺掺杂量,微晶玻璃发光颜色可由蓝光调至绿光,从而实现发光颜色的可控化。     

绿色长余辉发光材料MgGa2O4:Mn2+的制备及性能研究

采用高温固相法合成了MgGa₂O₄:xMn²⁺(x=0.5%,1%,3%,5%)系列绿色长余辉发光材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、发光光谱、余辉光谱、热释光谱等表征手段对其长余辉发光性能进行了研究。样品的发射光谱的结果表明,Mn²⁺在509 nm处的特征发射峰,对应Mn²⁺离子的⁴T₁(⁴G)→⁶A₁(⁶S)电子跃迁,随着Mn²⁺掺杂浓度的增加,其发光强度先增强后减弱,掺杂浓度为3%时样品具有最好的发光性能;掺杂浓度为1%时其余辉强度最强,余辉时间可以持续1h以上;热释光谱在342 K附近出现一个宽峰,这表明样品存在大量的陷阱,这有利于捕获被激发的电子,形成长余辉发光。     

Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的制备及发光性能研究

采用高温熔融法制备了Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂的CaO-B2O3-SiO2发光玻璃材料,并用荧光分光光度计和CIE色度坐标对其发光性能进行了研究。发射光谱表明,在374nm激发下,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂CaO-B2O3-SiO2发光玻璃的发射光谱中同时观测到了红橙光、蓝光和绿光的发射带,这些发射带的混合实现了白光发射。此外,在Sm2O3和Tb4O7含量不变的情况下,随着CeO2含量的减小,Sm3+/Ce3+/Tb3+共掺杂发光玻璃的发光颜色在白光区逐渐由蓝光区附近过渡到黄光区附近。     

NaYF4:Er3+六棱柱的水热合成及上转换发光性能

以氟化钠、硝酸钇、硝酸铒为原料,利用水热法合成NaYF4:Er3+材料。利用X射线粉末衍射仪(XRD)、场扫描电子显微镜(SEM)、红外吸收(FT-IR)以及发光光谱等手段对产物的物相结构、形貌和荧光性能进行分析。结果表明,NaYF4:Er3+为六角棱柱晶体,属于六方晶系,具有P63/m(176)空间点群结构。在980nm光激发下,NaYF4:Er3+展现出强的上转换光,波长在520nm和539nm为绿光发射,对应为Er3+离子的2 H11/2→4/I15/2和4S3/2→4/I15/2跃迁发射,而652nm为红光发射,则对应于Er3+离子的4F9/2→4/I15/2跃迁发射。     

Eu2+、Dy3+、Li+共掺杂CaSi2O2N2荧光粉的发光性能

采用高温固相反应法制备了一系列白光LED用CaSi2O2N2:0.05Eu2+,xDy3+,xLi+(0≤x≤0.03)荧光粉.利用X射线衍射仪对样品的物相结构进行了分析,结果表明:Dy3+和Li+离子的掺入没有改变CaSi2O2N2:Eu2+荧光粉的主晶相.利用荧光光谱仪对样品的发光性能进行了测试,发现所有样品的激发光谱均覆盖了从近紫外到蓝光的较宽范围,400 nm激发下得到的发射光谱为宽波段的单峰,峰值位于545 nm左右,是Eu2+离子5d-4f电子跃迁引起的.Dy3+离子掺杂可以提高CaSi2O2N2:Eu2+荧光粉的发光强度,Dy3+与Li+共掺杂可进一步提高荧光粉的发光强度,当Dy3+和Li+的掺杂量为1mol%时,荧光粉的发光强度达到最大值,是单掺杂Eu2+的荧光粉发光强度的157%.     

纳米级MgSiO3∶Mn2+,Nd3+红色发光材料的制备及发光性能

采用静电纺丝法制备MgO,SiO2,Nd2O3,MnCO3与PVA膜混合物,再通过高温固相法制备长余辉发光材料MgSiO3∶Mn2+,Nd3+,对这种红色长余辉材料的发光性能进行了研究。借助SEM对其表面形态进行表征,激发光谱、发射光谱和余辉衰减曲线表征样品的发光性能。研究发现,PVA及纺丝工艺没有对MgSiO3∶Mn2+,Nd3+样品的晶体结构造成破坏,样品发射峰型没有变化,相对可见光样品对紫外光的吸收更好。采用静电纺丝法制备的发光材料与高温固相法制备的发光材料相比其发光性能及粒径都有一定程度的改善。     

热处理温度对β-NaYF4:Yb3+、Er3+纳/微米颗粒上转换发光性能的影响

采用溶剂热法和热分解法分别制备纳/微米的β-NaYF4:20%Yb3+,2%Er3+晶体.根据两种不同粒径颗粒的TG-DTA测试分析,对其进行不同温度的热处理。通过XRD、SEM、FT-IR以及PL等手段研究不同热处理温度对两种粒径的颗粒的尺寸、形貌以及上转换发光性能的影响.研究结果表明,随着热处理温度的升高,纳/微米颗粒的发光性能主要呈现出先升高后下降的趋势。与未作热处理样品对比发现,适当的热处理(580℃)可以提高纳米颗粒的发光强度,却不利于改善微米颗粒发光性能。分析认为,结晶质量的提高、缺陷浓度的降低以及有机配体的去除,导致了纳/微米颗粒的发光性能的逐步提高。而过高处理温度(>580℃)引起的相转变(β→α)和表面Na2CO3的生成又大大降低了稀土离子的发光效率。热处理过程中颗粒之间的不同团聚程度是造成纳/微米颗粒发光性能差异变化的主要原因。     

YAG:Er3+粉体的sol-gel燃烧法合成与上转换发光研究

以柠檬酸作为络合剂和燃料,用sol-gel燃烧法,制备了(Y1-xErx)3Al5O12粉体(x=0.001、0.005、0.01、0.05、0.1).在800℃,粉体直接由无定形相转变为YAG单相.采用980nm的半导体激光器激发,YAGEr3+发出较强的红绿光,且有两个主发射峰552.5nm和675nm.随着掺杂量的增加,发光强度先增加后减小,当Er3+掺杂量为5%(x=0.05)时,上转换发光强度最大.另外,对其上转换发光机制进行了讨论.     

Ce3+、Mn2+掺杂Zn3（BO3）2的制备及其发光性能

采用共沉淀法在700℃和较短的烧结时间下制备了Zn3(BO3)2和不同浓度的Ce3+、Mn2+离子掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶粉末,对合成产物的发光性质及发光机理进行了研究。利用荧光分光光度计、X射线粉末衍射仪以及透射电镜对其光学性能和纳米晶形貌进行了表征。结果表明Ce3+离子掺杂的Zn3(BO3)2样品在340～400nm之间有强的荧光发射,其最高发射峰峰位为365nm,在Ce3+掺量为0.5%(摩尔分数,下同)时发光强度达到最高值。Ce3+取代Zn2+离子作为发光中心,Mn2+离子作为激活剂加入,并不影响荧光发射峰的位置,但能够有效增强其发光强度。当Mn2+离子掺量为0.7%(摩尔分数)时,Ce3+、Mn2+共掺杂的Zn3(BO3)2纳米晶发光强度达到最高值。     

CeO2∶Eu3+纳米晶的发光特性与Gd3+离子掺杂影响研究

以尿素为燃烧剂,采用低温燃烧法制备了Eu3+单掺杂和Eu3+、Gd3+共掺杂CeO2纳米晶粉末,用X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)对样品进行了结构分析和形貌表征.对掺杂Gd3+离子的CeO2∶1％ Eu3+纳米晶的光谱研究发现,随着Gd3+离子掺杂浓度的增加,5D0→7F2跃迁与5D0→7F1跃迁的强度比随之增加,这表明Eu3++离子的格位对称性有所下降,且有利于提高红橙光的比例.鉴于CeO2基质在300～390nm有强吸收,Eu3+掺杂CeQ2纳米晶在近紫外激发LED荧光粉方面有潜在应用前景.     

长余辉发光材料SrAl2O4:Eu2+,Dy3+光谱分析及发光机理

采用高温固相法制备了Sr0.96Al2O4∶Eu0.02,Dy0.02,B0.08长余辉发光材料。利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、荧光分光光度计和热释光计量仪对样品进行了测试。通过对余辉衰减曲线和热释光光谱的曲线拟合表明,第二次退火温度为1350℃,退火时间4h的样品具有最大的时间衰减常数,同时具有最大的陷阱中的电子浓度,这使它在所测时间范围具有最高的余辉亮度;余辉曲线中的快衰减过程和慢衰减过程分别源于V˙˙O陷阱和DySr˙陷阱中的电子释放;随着发光动力学级次的减小,陷阱中的电子局域性增强,基质导带底产生一个由局域态组成的带尾,陷阱深度随之减小,同时频率因子也随之减小,最终使陷阱中电子寿命增加。